JP2007124858A - Motor control device and its control method - Google Patents

Motor control device and its control method Download PDF

Info

Publication number
JP2007124858A
JP2007124858A JP2005316470A JP2005316470A JP2007124858A JP 2007124858 A JP2007124858 A JP 2007124858A JP 2005316470 A JP2005316470 A JP 2005316470A JP 2005316470 A JP2005316470 A JP 2005316470A JP 2007124858 A JP2007124858 A JP 2007124858A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
command
current
carrier
unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2005316470A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4753070B2 (en
Inventor
Masanori Ikeda
正規 池田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yaskawa Electric Corp
Original Assignee
Yaskawa Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yaskawa Electric Corp filed Critical Yaskawa Electric Corp
Priority to JP2005316470A priority Critical patent/JP4753070B2/en
Publication of JP2007124858A publication Critical patent/JP2007124858A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4753070B2 publication Critical patent/JP4753070B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a motor control device that has less waveform distortion maintaining the resolution of PWM signals and its control method. <P>SOLUTION: The motor control device (1) comprises a position control unit (11) that generates a speed command from positional deviation of a positional command and a position, a speed control unit (12) that generates a torque command from the speed deviation of a speed command and speed, a current command generation unit that generates a current command from the torque command, a current control unit (13) that generates a voltage command from current deviation of the current command and a current, a carrier generation unit (15) that generates a carrier signal of the PWM signals, and an E-O conversion unit (17) that converts the electric signals of the voltage command and the carrier signal into optical signals. A drive unit (2) comprises an O-E conversion unit 21 that converts the optical signals into the electrical ones, a voltage command regeneration unit (22) that reproduce a voltage command from the electric signals, a carrier signal regeneration unit (24) that reproduces the carrier signal from the electric signals, and a PWM signal generation unit (23) that generates PWM signals from the regenerated voltage command and the regenerated carrier signal. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、特に高圧電動機を制御するのに適した電動機制御装置とその制御方法に関する。   The present invention relates to an electric motor control device particularly suitable for controlling a high-voltage electric motor and a control method therefor.

従来技術の電動機制御装置には特許文献1がある。従来技術を図を用いて説明する。図2は従来技術の電動機制御装置を電気車に応用したときのブロック構成図である。図2において101は制御装置、102はゲートドライブ回路、103は主回路、104はフィルタコンデンサ、105は運転台、106はモータ、107は直流電圧センサ、108はセンサユニットである。   There exists patent document 1 in the motor control apparatus of a prior art. The prior art will be described with reference to the drawings. FIG. 2 is a block diagram showing a conventional motor control device applied to an electric vehicle. In FIG. 2, 101 is a control device, 102 is a gate drive circuit, 103 is a main circuit, 104 is a filter capacitor, 105 is a cab, 106 is a motor, 107 is a DC voltage sensor, and 108 is a sensor unit.

次に動作について説明する。インバータ装置は、直流電圧Vdを三相のモータ電流i u , i v , i w に変換するスイッチング素子( I G B T 素子) 等からなる主回路103と、主回路103の直流側に接続され、主回路103に直流電源を供給し、かつ平滑化するフィルタコンデンサ104と、運転台105からの運転指令, 検出されたモータ電流, フィルタコンデンサ電圧に基づいて変調率を生成し、それをPWMパルス情報aに変換してゲートドライブ102に出力する制御装置101と、そのPWM情報aを主回路103内のスイッチング素子のゲート信号bに変換するゲートドライブ102から構成される。運転台105は、力行、回生指令,ノッチ信号,ブレーキ指令などの運転指令を出力する。この運転指令は、シリアル伝送ケーブル109C によって制御装置101に伝送される。電気車を駆動する交流モータ106は、主回路103の交流側に接続されている。図2には明示していないが、主回路103内にはU V W の各三相分× P ・N 側の2極=6個のIGBT素子が内蔵されているため、ゲートドライブ102から主回路103へ送るゲート信号bは6本、同様に制御装置1からゲートドライブ102へ送るPW Mパルス情報aも6本の信号線で送られる。主回路103の直流側には、フィルタコンデンサ104の端子電圧Vdを検出する直流電圧センサ( PT )7が設けられ、交流側には、モータ電流iu,iv,iwの瞬時値を検出するモータ電流センサユニット108が設けられる。各センサ107,108には、シリアル信号伝送用の接続端子として入力用と出力用とが設けられている。これにより、直流電圧センサ( PT )7の出力用接続端子とモータ電流センサユニット108の入力用接続端子はシリアル伝送ケーブル109 Aで接続され、センサユニット8の出力用接続端子と制御装置101の入力用接続端子はシリアル伝送ケーブル109Bで接続される。このように、センサ107,108と制御装置101は、シリアル伝送ケーブル9 A〜9B 介して直列に接続されるというものである。   Next, the operation will be described. The inverter device is connected to a main circuit 103 composed of a switching element (IGBT element) that converts a DC voltage Vd into three-phase motor currents i u, i v, i w, and the like, and is connected to the DC side of the main circuit 103. The filter capacitor 104 for supplying DC power to the main circuit 103 and smoothing it, and generating a modulation rate based on the operation command from the cab 105, the detected motor current, and the filter capacitor voltage are converted into PWM pulses. The control device 101 converts the information a into the gate drive 102 and outputs it to the gate drive 102, and the gate drive 102 converts the PWM information a into the gate signal b of the switching element in the main circuit 103. The cab 105 outputs operation commands such as power running, regeneration command, notch signal, and brake command. This operation command is transmitted to the control device 101 via the serial transmission cable 109C. An AC motor 106 that drives the electric vehicle is connected to the AC side of the main circuit 103. Although not clearly shown in FIG. 2, the main circuit 103 includes two poles of each of the three phases of U V W × P · N side = 6 IGBT elements. Six gate signals b are sent to the circuit 103, and similarly, PWM pulse information a sent from the control device 1 to the gate drive 102 is also sent via six signal lines. A DC voltage sensor (PT) 7 for detecting the terminal voltage Vd of the filter capacitor 104 is provided on the DC side of the main circuit 103, and a motor current for detecting instantaneous values of the motor currents iu, iv, iw is provided on the AC side. A sensor unit 108 is provided. Each sensor 107 and 108 is provided with an input and an output as connection terminals for serial signal transmission. Thereby, the output connection terminal of the DC voltage sensor (PT) 7 and the input connection terminal of the motor current sensor unit 108 are connected by the serial transmission cable 109A, and the output connection terminal of the sensor unit 8 and the input of the control device 101 are connected. The connection terminals are connected by a serial transmission cable 109B. As described above, the sensors 107 and 108 and the control device 101 are connected in series via the serial transmission cables 9A to 9B.

また、図3は図2の制御装置101の詳細構成図で、203はパルス出力部、204はE/O変換部、205a、205bは記憶装置、207は運転指令生成部、208は電流指令生成部、209は電流検出部、210は瞬時電流制御部、211は速度推定部、212は位相推定部、213は変調率演算部である。運転指令により電流指令を生成し、シリアルデータで伝送されてきたデータから電流信号を再生して瞬時電流制御を行い、パルス出力装置203で生成されたPWMゲートドライブ信号をE/O変換をして主回路のゲートドライブ部102に伝送するというものである。
国際公開第00/19590号パンフレット
3 is a detailed configuration diagram of the control device 101 in FIG. 2, in which 203 is a pulse output unit, 204 is an E / O conversion unit, 205a and 205b are storage devices, 207 is an operation command generation unit, and 208 is a current command generation. 209, a current detector, 210 an instantaneous current controller, 211 a speed estimator, 212 a phase estimator, and 213 a modulation factor calculator. A current command is generated by an operation command, a current signal is reproduced from data transmitted as serial data, instantaneous current control is performed, and a PWM gate drive signal generated by the pulse output device 203 is subjected to E / O conversion. It is transmitted to the gate drive unit 102 of the main circuit.
International Publication No. 00/19590 pamphlet

しかしながら、従来の電動機制御装置では、PWMパルスの分解能が通信周期で制約されるため、制御精度が上がらず波形が歪むという問題があった。
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、PWM信号の分解能を保持した波形歪みの少ない電動機機制御装置とその制御方法を提供することを目的とする。
However, the conventional motor control device has a problem in that the resolution of the PWM pulse is restricted by the communication cycle, so that the control accuracy is not improved and the waveform is distorted.
The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide an electric motor control device with less waveform distortion that retains the resolution of the PWM signal and a control method therefor.

請求項1記載の本発明は、制御部と、駆動部と、主回路と、制御部と駆動部を接続する光ケーブルとで構成される電動機制御装置において、制御部は、位置指令と位置の位置偏差から速度指令を生成する位置制御部と、速度指令と速度の速度偏差からトルク指令を生成する速度制御部と、トルク指令から電流指令を生成する電流指令生成部と、電流指令と電流の電流偏差から電圧指令を生成する電流制御部と、PWM信号のキャリア信号を生成するキャリア生成部と、電圧指令とキャリア信号を電気信号から光信号に変換するE/O変換部を備え、駆動部は、光信号を電気信号に変換するO/E変換部と、電気信号から電圧指令を再生する電圧指令再生部と、電気信号からキャリア信号を再生するキャリア信号再生部と、再生電圧指令と再生キャリア信号からPWM信号を生成するPWM生成部を備えるようにしたものである。
請求項2記載の本発明は、請求項1記載の電動制御装置において、キャリア信号はキャリア周期とキャリア位相を含み、多重セル間で再生するキャリア信号に位相差をもたせるようにしたものである。
請求項3記載の本発明は、請求項1記載の電動機制御装置において、電圧指令は1つまたは複数からなり、補間を取ることにより電圧指令を再生するようにしたものである。
請求項4記載の本発明は、請求項1記載の電動機制御装置において、主回路の電流をAD変換して電流信号を生成するAD変換部と、電流信号を光信号に変換する第2のE/O変換部と、光信号を電気信号に変換する第2のO/E変換部と、光信号から電流信号を再生する電流信号再生部とを有するようにしたものである。
請求項5記載の本発明は、制御部と、駆動部と、主回路と、制御部と駆動部を接続する光ケーブルとで構成される電動機制御装置の制御方法において、制御部は、位置指令と位置の位置偏差から速度指令を生成するステップと、速度指令と速度の速度偏差からトルク指令を生成するステップと、トルク指令から電流指令を生成するステップと、電流指令と電流の電流偏差から電圧指令を生成するステップと、PWM信号のキャリアを生成するステップと、電圧指令とキャリア信号を電気信号から光信号に変換するステップとを備え、駆動部は、光信号を電気信号に変換するステップと、電気信号から電圧指令を再生するステップと、電気信号からキャリア信号を再生するステップと、再生電圧指令と再生キャリア信号からPWM信号を生成するステップとを備えるようにしたものである。
According to the first aspect of the present invention, there is provided an electric motor control device including a control unit, a drive unit, a main circuit, and an optical cable connecting the control unit and the drive unit. A position control unit that generates a speed command from the deviation, a speed control unit that generates a torque command from the speed command and the speed deviation of the speed, a current command generation unit that generates a current command from the torque command, a current command and a current of the current A current control unit that generates a voltage command from the deviation; a carrier generation unit that generates a carrier signal of the PWM signal; and an E / O conversion unit that converts the voltage command and the carrier signal from an electrical signal to an optical signal. An O / E converter that converts an optical signal into an electrical signal, a voltage command regeneration unit that regenerates a voltage command from the electrical signal, a carrier signal regeneration unit that regenerates a carrier signal from the electrical signal, and a regeneration voltage command and regeneration From Yaria signal is obtained so as to include a PWM generator for generating a PWM signal.
According to a second aspect of the present invention, in the electric control apparatus according to the first aspect, the carrier signal includes a carrier period and a carrier phase, and the carrier signal reproduced between the multiple cells has a phase difference.
According to a third aspect of the present invention, in the electric motor control apparatus according to the first aspect, the voltage command is composed of one or more, and the voltage command is reproduced by interpolation.
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the motor control device according to the first aspect, wherein the main circuit current is AD-converted to generate a current signal, and the second signal E is converted to an optical signal. A / O conversion unit, a second O / E conversion unit that converts an optical signal into an electrical signal, and a current signal regeneration unit that regenerates a current signal from the optical signal.
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a control method for an electric motor control device including a control unit, a drive unit, a main circuit, and an optical cable connecting the control unit and the drive unit. A step of generating a speed command from the position deviation of the position, a step of generating a torque command from the speed command and the speed deviation of the speed, a step of generating a current command from the torque command, and a voltage command from the current deviation of the current command and the current Generating a PWM signal carrier, converting the voltage command and the carrier signal from an electrical signal to an optical signal, and the drive unit converting the optical signal to an electrical signal; Regenerating the voltage command from the electrical signal, regenerating the carrier signal from the electrical signal, and generating a PWM signal from the regenerated voltage command and the regenerated carrier signal It is obtained so as to include the steps.

本発明によると、PWM信号の分解能を保持した波形歪みの少ない電動機機制御装置とその制御方法を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide an electric motor control device that maintains the resolution of a PWM signal and has little waveform distortion, and a control method therefor.

次に、本発明の実体の形態について図面を参照して説明する。   Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は本発明の実施例の構成を示すブロック図である。図1において、1は制御部、2は駆動部、3は電動機、4は位置検出器である。また、11は位置制御部、12は速度制御部、13は電流制御部、14は電圧指令生成部、15はキャリア信号生成部、16は電流信号再生部、17はE/O変換部、18は第2のO/E変換部である。さらに、21はO/E変換部、22は電圧指令再生部、23はPWM信号生成部、24はキャリア信号再生部、25はAD変換部、26は第2のE/O変換部である。   FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of the present invention. In FIG. 1, 1 is a control part, 2 is a drive part, 3 is an electric motor, 4 is a position detector. Further, 11 is a position control unit, 12 is a speed control unit, 13 is a current control unit, 14 is a voltage command generation unit, 15 is a carrier signal generation unit, 16 is a current signal regeneration unit, 17 is an E / O conversion unit, 18 Is a second O / E converter. Furthermore, 21 is an O / E conversion unit, 22 is a voltage command reproduction unit, 23 is a PWM signal generation unit, 24 is a carrier signal reproduction unit, 25 is an AD conversion unit, and 26 is a second E / O conversion unit.

次に動作について説明する。位置制御部11は位置指令と位置の差である位置偏差に比例ゲインKpを乗算して速度指令を生成する。速度制御部12は速度指令と速度の差である速度偏差に比例ゲインKvを乗算して第1のトルク指令を生成する。さらに第1のトルク指令を制御周期積分し積分時間Tviで除算して第2のトルク指令を生成する。さらに第1のトルク指令と第2のトルク指令を加算してトルク指令を生成する。さらに、トルク指令から電流指令を生成する。電流制御部13は電流指令と電流の差である電流偏差を比例ゲインKcを乗算して第1の電圧指令を生成する。さらに、第1の電圧指令を制御時間積分して積分時定数Tciで除算し第2の電圧指令を生成する。さらに電圧指令生成部14で第1の電圧指令と第2の電圧指令を加算して電圧指令を生成する。キャリア信号生成部15はPWM信号生成に必要なキャリア信号を生成する。E/O変換(電気/光変換)部17は電圧指令とキャリア信号を電気信号から光信号に変換し、さらに光ケーブル6を介して、駆動部2のO/E(光/電気変換)部21に伝送する。O/E変換部21は光信号を電気信号に変換する。電圧指令再生部22は電気信号から電圧指令を再生して再生電圧指令を生成する。キャリア信号再生部は電気信号から再生キャリア信号を生成する。PWM生成部は再生電圧指令と再生キャリア信号を比較してPWM信号を生成し、主回路のゲートドライブ部(図示していない)に伝送する。主回路3はゲートドライブ部でドライブされ電動機を駆動する。また、主回路3の電流はAD変換部25でシリアル信号に変換され、第2のE/O変換部と第2のO/E変換を介して駆動部2から制御部1へ伝送され、電流信号再生部16により再生電流信号となり、電流制御に使用される。   Next, the operation will be described. The position control unit 11 generates a speed command by multiplying a position deviation, which is a difference between the position command and the position, by a proportional gain Kp. The speed controller 12 generates a first torque command by multiplying the speed deviation, which is the difference between the speed command and the speed, by a proportional gain Kv. Further, the first torque command is integrated in the control cycle and divided by the integration time Tvi to generate a second torque command. Further, the first torque command and the second torque command are added to generate a torque command. Further, a current command is generated from the torque command. The current controller 13 multiplies the current deviation, which is the difference between the current command and the current, by the proportional gain Kc to generate a first voltage command. Further, the first voltage command is integrated for the control time and divided by the integration time constant Tci to generate a second voltage command. Further, the voltage command generation unit 14 adds the first voltage command and the second voltage command to generate a voltage command. The carrier signal generation unit 15 generates a carrier signal necessary for PWM signal generation. An E / O conversion (electric / optical conversion) unit 17 converts a voltage command and a carrier signal from an electric signal to an optical signal, and further, via an optical cable 6, an O / E (optical / electrical conversion) unit 21 of the drive unit 2. Transmit to. The O / E converter 21 converts an optical signal into an electric signal. The voltage command regeneration unit 22 regenerates the voltage command from the electrical signal and generates a regeneration voltage command. The carrier signal reproducing unit generates a reproduced carrier signal from the electric signal. The PWM generation unit compares the reproduction voltage command with the reproduction carrier signal, generates a PWM signal, and transmits the PWM signal to a gate drive unit (not shown) of the main circuit. The main circuit 3 is driven by a gate drive unit and drives an electric motor. Further, the current of the main circuit 3 is converted into a serial signal by the AD conversion unit 25 and is transmitted from the drive unit 2 to the control unit 1 via the second E / O conversion unit and the second O / E conversion. The signal reproduction unit 16 generates a reproduction current signal and is used for current control.

次に制御部1から駆動部2へ伝送される通信データについて説明する。通信データははキャリア送信モードと電圧指令送信モードの2つのモードで送信される。図4はキャリア信号のデータを示し、スタートビット、キャリア送信モード区分、同期信号SYN、キャリア同期データ、キャリア位相、演算周期データ、CRCチェック、ストップビットとで構成される。図5は電圧指令のデータで、スタートビット、電圧指令送信モード、同期信号SYNC、電圧指令データ、CRCテチェック、ストップビットで構成される。キャリア送信モードは電動機駆動装置の初期設定時に一度だけ実行され、キャリア信号はキャリア周期データ、キャリア位相データおよび演算周期データにより構成される。また、電圧指令送信モードでは、データが通信周期ごとに毎回送信され、データはひとつもしくは2つ以上の電圧指令データとキャリア同期のための同期信号で構成される。   Next, communication data transmitted from the control unit 1 to the drive unit 2 will be described. Communication data is transmitted in two modes: a carrier transmission mode and a voltage command transmission mode. FIG. 4 shows carrier signal data, which includes a start bit, a carrier transmission mode section, a synchronization signal SYN, carrier synchronization data, carrier phase, operation cycle data, CRC check, and stop bit. FIG. 5 shows voltage command data, which includes a start bit, a voltage command transmission mode, a synchronization signal SYNC, voltage command data, a CRC check, and a stop bit. The carrier transmission mode is executed only once at the time of initial setting of the electric motor driving device, and the carrier signal is composed of carrier cycle data, carrier phase data, and calculation cycle data. In the voltage command transmission mode, data is transmitted every communication cycle, and the data includes one or more voltage command data and a synchronization signal for carrier synchronization.

次にキャリア再生部について説明する。図6はキャリア再生部の構成を示すブロック図で、51はキャリア周期レジスタ、52はキャリアカウンタ、53はキャリア位相レジスタ、54は比較部、55はPWMキャリアカウンタである。キャリア周期レジスタ51にキャリア周期データが設定され、キャリア位相レジスタ53にキャリア位相データが設定される。キャリアカウンタ52はカウンタ値がキャリア周期レジスタ値と一致したとき、もしくは同期信号入力されたときにクリアされるアップカウンタであり、キャリアカウンタ52の出力値は図7に示すように同期信号に同期したキャリア周期の三角波となる。比較部54はキャリアカウンタ52の値とキャリア位相レジスタ53の値を比較し、一致時したときにPWMキャリアカウンタクリア信号を出力する。PWMキャリアカウンタ55はクリア時アップカウンタとなり、キャリア周期の1/2でダウンカウンタとなるアップダウンカウンタであり、図7に示すようにキャリアカウンタ0の時点からキャリア位相データだけずれたキャリア信号を生成する。図7は、キャリア再生部の動作波形であり、キャリア信号はキャリア送信モードで送られてくるキャリア周期データとキャリア位相データおよび電圧指令送信モードで送られてくる同期信号により再生される。   Next, the carrier reproducing unit will be described. FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of the carrier reproduction unit, in which 51 is a carrier cycle register, 52 is a carrier counter, 53 is a carrier phase register, 54 is a comparison unit, and 55 is a PWM carrier counter. Carrier cycle data is set in the carrier cycle register 51, and carrier phase data is set in the carrier phase register 53. The carrier counter 52 is an up counter that is cleared when the counter value matches the carrier cycle register value or when a synchronization signal is input, and the output value of the carrier counter 52 is synchronized with the synchronization signal as shown in FIG. It becomes a triangular wave of the carrier period. The comparator 54 compares the value of the carrier counter 52 with the value of the carrier phase register 53, and outputs a PWM carrier counter clear signal when they match. The PWM carrier counter 55 is an up counter at the time of clearing, and is an up / down counter that becomes a down counter at 1/2 of the carrier cycle. As shown in FIG. To do. FIG. 7 shows operation waveforms of the carrier reproducing unit. The carrier signal is reproduced by the carrier period data and carrier phase data transmitted in the carrier transmission mode and the synchronization signal transmitted in the voltage command transmission mode.

次に電圧指令再生部について説明する。図8は電圧指令再生部のブロック図で、61は演算周期レジスタ、62は電圧指令レジスタ、63は前回電圧指令レジスタ、64は差分レジスタ、65はパルス分配部、66は電圧指令出力カウンタである。電圧指令受信完了時に前回値電圧指令レジスタ63には電圧指令レジスタ62の値が格納され、電圧指令レジスタ62には受信した新しい電圧指令データが格納される。また電圧指令レジスタ62の値と前回値電圧指令レジスタ63の値の差分が差分レジスタ64に格納される。パルス分配回路65は演算周期レジスタ61に設定された時間に差分レジスタ64の値のパルス数を等間隔に生成する。差分が正の場合はアップパルスを、負の場合はダウンパルスを生成する。電圧指令出力カウンタ66は指令更新時に前回値電圧指令レジスタ62の値がプリセットされ、アップパルスでカウントアップ、ダウンパルスでカウントダウンされるアップダウンカウンタである。電圧指令再生部は指令更新時に前回電圧指令レジスタ63の値となり指令更新直前で電圧指令レジスタ62の値となる直線補間値を生成する。PWM信号生成部は図9に示すような再生されたキャリア信号と再生された電圧指令を比較しPWM信号を生成する。   Next, the voltage command regeneration unit will be described. FIG. 8 is a block diagram of the voltage command reproducing unit, 61 is a calculation cycle register, 62 is a voltage command register, 63 is a previous voltage command register, 64 is a difference register, 65 is a pulse distribution unit, and 66 is a voltage command output counter. . When the voltage command reception is completed, the previous value voltage command register 63 stores the value of the voltage command register 62, and the voltage command register 62 stores the received new voltage command data. Further, the difference between the value of the voltage command register 62 and the value of the previous value voltage command register 63 is stored in the difference register 64. The pulse distribution circuit 65 generates the number of pulses of the value of the difference register 64 at equal intervals at the time set in the calculation cycle register 61. An up pulse is generated when the difference is positive, and a down pulse is generated when the difference is negative. The voltage command output counter 66 is an up / down counter in which the value of the previous value voltage command register 62 is preset when the command is updated, and is counted up by an up pulse and counted down by a down pulse. The voltage command reproduction unit generates a linear interpolation value that becomes the value of the voltage command register 63 at the previous time when the command is updated and becomes the value of the voltage command register 62 immediately before the command is updated. The PWM signal generator compares the regenerated carrier signal as shown in FIG. 9 with the regenerated voltage command to generate a PWM signal.

次に、制御方法について説明する。図10はキャリア信号を送信するフローチャートであり、初期設定時に一度だけ送信される。図10において、ステップSA1ではキャリア信号を生成し、ステップSA2ではキャリアの電気信号を光信号に変換する。ステップSA3では光信号を駆動部へ送信し、ステップSA4で電気信号に変換し、ステップSA5でキャリア信号を再生する。図11は制御周期ごとに行われる電圧指令の送信を示すフローチャートである。図11において、ステップSB1では、位置指令と位置信号から位置偏差をもとめ速度指令を生成する。次にステップSB2では、速度指令と速度から速度偏差をもとめトルク指令を生成する。次にステップSB3では、トルク指令から電流指令を生成する。次にステップSB4では電流指令と電流から電流偏差をもとめ電圧指令を生成する。次にステップSB5では電圧指令の電気信号を光信号に変換する。次にステップSB6では、光信号を駆動部へ送信する。ステップSB7では光信号を電気信号に変換する。次にステップSB8では電気信号から電圧指令を再生する。次にステップSB9では電圧指令と先に再生したキャリア信号からPWM信号を生成して主回路を駆動する。図12は制御周期ごとに行われる電流信号の再生を示すフローチャートである。図12において、ステップSC1では、主回路電流をシリアル信号に変換する。次にステップSC2では、電気信号を光信号に変換する。次にステップSC3では光信号を制御部1へ送信する。ステップSC4は光信号から電流信号を再生し、図11の電流として制御に使用する。
実施例で生成されるPWM信号の分解能は、電圧再生回路とキャリア再生回路の動作クロック周波数に依存し、通信周期には依存しない。
Next, a control method will be described. FIG. 10 is a flowchart for transmitting a carrier signal, which is transmitted only once at the time of initial setting. In FIG. 10, a carrier signal is generated in step SA1, and an electric signal of the carrier is converted into an optical signal in step SA2. In step SA3, the optical signal is transmitted to the drive unit, converted into an electric signal in step SA4, and the carrier signal is reproduced in step SA5. FIG. 11 is a flowchart showing transmission of a voltage command performed for each control cycle. In FIG. 11, in step SB1, a speed command is generated by obtaining a position deviation from the position command and the position signal. Next, in step SB2, a torque command is generated by obtaining a speed deviation from the speed command and the speed. Next, in step SB3, a current command is generated from the torque command. Next, in step SB4, a voltage command is generated by obtaining a current deviation from the current command and the current. Next, in step SB5, the voltage command electric signal is converted into an optical signal. Next, in step SB6, an optical signal is transmitted to the drive unit. In step SB7, the optical signal is converted into an electric signal. Next, in step SB8, the voltage command is regenerated from the electrical signal. Next, in step SB9, a PWM signal is generated from the voltage command and the carrier signal reproduced earlier to drive the main circuit. FIG. 12 is a flowchart showing the regeneration of the current signal performed at each control cycle. In FIG. 12, in step SC1, the main circuit current is converted into a serial signal. Next, in step SC2, the electrical signal is converted into an optical signal. Next, in step SC3, the optical signal is transmitted to the control unit 1. Step SC4 regenerates a current signal from the optical signal and uses it as a current in FIG. 11 for control.
The resolution of the PWM signal generated in the embodiment depends on the operation clock frequency of the voltage reproduction circuit and the carrier reproduction circuit, and does not depend on the communication cycle.

本発明は、PWM信号の分解能を保持した波形歪みの少ない電動機機制御装置とその制御方法を提供できるので、一般産業機械や工作機械などに適用できる。また、制御部と駆動部を光で絶縁しているので特に高圧電動機制御への適用が期待できる。   Since the present invention can provide an electric motor control device that maintains the resolution of a PWM signal and has little waveform distortion, and its control method, it can be applied to general industrial machines and machine tools. Further, since the control unit and the drive unit are insulated by light, application to high voltage motor control can be expected.

本発明の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of this invention. 従来例の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of a prior art example. 従来例の構成の詳細を示すブロック図Block diagram showing details of configuration of conventional example キャリア信号の通信データ。Carrier signal communication data. 電圧指令の通信データ。Communication data for voltage command. キャリア再生部の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of a carrier reproducing part. 再生されたキャリア信号の波形。Reproduced carrier signal waveform. 電圧指令再生部の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of a voltage instruction | command reproduction | regeneration part. PWM信号生成部の波形。The waveform of the PWM signal generator. 本発明のキャリア信号送信のフローチャートFlowchart of carrier signal transmission of the present invention 本発明の電圧指令送信のフローチャートFlow chart of voltage command transmission of the present invention 本発明の電流信号を送信するフローチャートFlowchart for transmitting a current signal of the present invention

符号の説明Explanation of symbols

1 制御部
2 駆動部
3 主回路
4 電動機
5 位置検出器
6、7 光ケーブル
11 位置制御部
12 速度制御部
13 電流制御部
14 電圧指令生成部
15 キャリア生成部
16 電流信号再生部
17 E/O変換部
18 第2のO/E変換部
21 O/E変換部
22 電圧指令再生部
23 PWM信号生成部
24 キャリア信号再生部
25 AD変換部
26 第2のE/O変換部
51 キャリア周期レジスタ
52 キャリアカウンタ
53 キャリア位相レジスタ
54 比較部
55 PWMキャリアカウンタ
61 演算周期レジスタ
62 電圧指令レジスタ
63 前回電圧指令レジスタ
64 差分レジスタ
65 パルス分配部
66 電圧指令出力カウンタ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Control part 2 Drive part 3 Main circuit 4 Electric motor 5 Position detector 6, 7 Optical cable 11 Position control part 12 Speed control part 13 Current control part 14 Voltage command generation part 15 Carrier generation part 16 Current signal reproduction | regeneration part 17 E / O conversion Unit 18 second O / E conversion unit 21 O / E conversion unit 22 voltage command reproduction unit 23 PWM signal generation unit 24 carrier signal reproduction unit 25 AD conversion unit 26 second E / O conversion unit 51 carrier cycle register 52 carrier Counter 53 Carrier phase register 54 Comparison unit 55 PWM carrier counter 61 Calculation cycle register 62 Voltage command register 63 Previous voltage command register 64 Difference register 65 Pulse distribution unit 66 Voltage command output counter

Claims (5)

制御部と、駆動部と、主回路と、前記制御部と前記駆動部を接続する光ケーブルとで構成される電動機制御装置において、
前記制御部は、位置指令と位置の位置偏差から速度指令を生成する位置制御部と、
前記速度指令と速度の速度偏差からトルク指令を生成する速度制御部と、
前記トルク指令から電流指令を生成する電流指令生成部と、
前記電流指令と電流の電流偏差から電圧指令を生成する電流制御部と、
PWM信号のキャリア信号を生成するキャリア生成部と、
前記電圧指令と前記キャリア信号を電気信号から光信号に変換するE/O変換部とを備え、
前記駆動部は、
前記光信号を電気信号に変換するO/E変換部と、
前記電気信号から電圧指令を再生する電圧指令再生部と、
前記電気信号からキャリア信号を再生する機キャリア信号再生部と、
前記再生電圧指令と前記再生キャリア信号からPWM信号を生成するPWM生成部と、を備えることを特徴とする電動機制御装置。
In an electric motor control device including a control unit, a drive unit, a main circuit, and an optical cable connecting the control unit and the drive unit,
The control unit generates a speed command from a position command and a position deviation of the position;
A speed control unit that generates a torque command from the speed command and a speed deviation of the speed;
A current command generator for generating a current command from the torque command;
A current control unit that generates a voltage command from the current command and a current deviation of the current;
A carrier generator for generating a carrier signal of the PWM signal;
An E / O converter that converts the voltage command and the carrier signal from an electrical signal to an optical signal;
The drive unit is
An O / E converter that converts the optical signal into an electrical signal;
A voltage command regenerator that regenerates a voltage command from the electrical signal;
A machine carrier signal reproducing unit for reproducing a carrier signal from the electrical signal;
An electric motor control device comprising: a PWM generation unit that generates a PWM signal from the reproduction voltage command and the reproduction carrier signal.
前記キャリア信号はキャリア周期とキャリア位相を含み、多重セル間で再生するキャリア信号に位相差をもたせることを特徴とする請求項1記載の電動機制御装置。   The motor control device according to claim 1, wherein the carrier signal includes a carrier cycle and a carrier phase, and a carrier signal reproduced between multiple cells has a phase difference. 前記電圧指令は1つまたは複数からなり、補間を取ることにより電圧指令を再生することを特徴とする請求項1記載の電動機制御装置。   2. The motor control device according to claim 1, wherein the voltage command is composed of one or more, and the voltage command is reproduced by interpolation. 主回路の電流をAD変換して電流信号を生成するAD変換部と、
前記電流信号を光信号に変換する第2のE/O変換部と、
前記光信号を電気信号に変換する第2のO/E変換部と、
前記光信号から電流信号を再生する電流信号再生部と、
を有することを特徴とする請求項1記載の電動機制御装置。
An AD converter that AD converts the current of the main circuit to generate a current signal;
A second E / O converter that converts the current signal into an optical signal;
A second O / E converter that converts the optical signal into an electrical signal;
A current signal reproducing unit for reproducing a current signal from the optical signal;
The electric motor control device according to claim 1, comprising:
制御部と、駆動部と、主回路と、前記制御部と前記駆動部を接続する光ケーブルとで構成される電動機制御装置の制御方法において、
前記制御部は、
初期設定時に、
PWM信号のキャリアを生成するステップと、
前記キャリア信号を電気信号から光信号に変換するステップと、
前記光信号を駆動部へ送信するステップと、
制御周期ごとに、
位置指令と位置の位置偏差から速度指令を生成するステップと、
前記速度指令と速度の速度偏差からトルク指令を生成するステップと、
前記トルク指令から電流指令を生成するステップと、
前記電流指令と電流の電流偏差から電圧指令を生成するステップと、
前記電圧指令を光信号に変換するステップと、
前記光信号を前記駆動部へ送信するステップと、
を備え、
前記駆動部は、
初期設定時に、
前記光信号を電気信号に変換するステップと、
前記電気信号からキャリア信号を再生するステップと、
制御周期ごとに、
前記光信号を電気信号に変換するステップと、
前記電気信号から電圧指令を再生するステップと、
前記電圧指令と前記キャリア信号からPWM信号を生成するステップと、
を備えることを特徴とする電動機制御装置の制御方法。
In a control method for an electric motor control device including a control unit, a drive unit, a main circuit, and an optical cable connecting the control unit and the drive unit,
The controller is
During initial setup,
Generating a carrier of the PWM signal;
Converting the carrier signal from an electrical signal to an optical signal;
Transmitting the optical signal to the drive unit;
For each control cycle,
Generating a speed command from the position command and the position deviation of the position;
Generating a torque command from the speed command and a speed deviation of the speed;
Generating a current command from the torque command;
Generating a voltage command from the current command and a current deviation of the current;
Converting the voltage command into an optical signal;
Transmitting the optical signal to the drive unit;
With
The drive unit is
During initial setup,
Converting the optical signal into an electrical signal;
Regenerating a carrier signal from the electrical signal;
For each control cycle,
Converting the optical signal into an electrical signal;
Regenerating a voltage command from the electrical signal;
Generating a PWM signal from the voltage command and the carrier signal;
A control method for an electric motor control device comprising:
JP2005316470A 2005-10-31 2005-10-31 Electric motor control device and control method thereof Active JP4753070B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005316470A JP4753070B2 (en) 2005-10-31 2005-10-31 Electric motor control device and control method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005316470A JP4753070B2 (en) 2005-10-31 2005-10-31 Electric motor control device and control method thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2007124858A true JP2007124858A (en) 2007-05-17
JP4753070B2 JP4753070B2 (en) 2011-08-17

Family

ID=38148077

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005316470A Active JP4753070B2 (en) 2005-10-31 2005-10-31 Electric motor control device and control method thereof

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4753070B2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016163364A (en) * 2015-02-26 2016-09-05 東洋電機製造株式会社 Control system, receiving device, and method for controlling the same
JP2017073851A (en) * 2015-10-05 2017-04-13 東洋電機製造株式会社 Motor control system
JP2019536417A (en) * 2016-11-23 2019-12-12 キミドライブ エルエルシーKimidrive Llc Packet-based networking for variable frequency drives
CN117013916A (en) * 2023-09-25 2023-11-07 深圳市精锐昌科技有限公司 Self-adaptive control method, system and storage medium for motor

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61157283A (en) * 1984-12-27 1986-07-16 Fanuc Ltd Drive system of servo motor
JPH04172972A (en) * 1990-10-15 1992-06-19 Mitsubishi Electric Corp Pwm power converting device
JP2003102188A (en) * 2001-09-21 2003-04-04 Fuji Electric Co Ltd Drive control unit of electric motor

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61157283A (en) * 1984-12-27 1986-07-16 Fanuc Ltd Drive system of servo motor
JPH04172972A (en) * 1990-10-15 1992-06-19 Mitsubishi Electric Corp Pwm power converting device
JP2003102188A (en) * 2001-09-21 2003-04-04 Fuji Electric Co Ltd Drive control unit of electric motor

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016163364A (en) * 2015-02-26 2016-09-05 東洋電機製造株式会社 Control system, receiving device, and method for controlling the same
JP2017073851A (en) * 2015-10-05 2017-04-13 東洋電機製造株式会社 Motor control system
JP2019536417A (en) * 2016-11-23 2019-12-12 キミドライブ エルエルシーKimidrive Llc Packet-based networking for variable frequency drives
CN117013916A (en) * 2023-09-25 2023-11-07 深圳市精锐昌科技有限公司 Self-adaptive control method, system and storage medium for motor
CN117013916B (en) * 2023-09-25 2024-01-16 深圳市精锐昌科技有限公司 Self-adaptive control method, system and storage medium for motor

Also Published As

Publication number Publication date
JP4753070B2 (en) 2011-08-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1285167C (en) Device and method for controlling brushless DC motor
KR101500402B1 (en) Motor Controller
JP4650518B2 (en) Motor control device
JP4753070B2 (en) Electric motor control device and control method thereof
JP2009100548A (en) Electric vehicle control unit
US8779704B2 (en) Motor control apparatus equipped with delta-sigma modulation AD converter
JP2010246260A (en) Motor control device and method
JP5790390B2 (en) AC motor control device and control method
JP2923507B1 (en) Inverter test equipment
JP2004222482A (en) Control device and method for brushless dc motor
JP2007215369A (en) Motor driving controller
US8952636B2 (en) Data communication device that carries out serial communication in order to control motor
JP2002315389A (en) Motor controller
JP2009247089A (en) Method of controlling inverters for brushless motors and device using the same
JP3188097B2 (en) Inverter control device
JPS6249836B2 (en)
JP6572814B2 (en) Power converter
WO2011162328A1 (en) Motor braking apparatus and method of controlling motor
JP7019056B2 (en) Drive control device and drive control method, railway vehicle equipped with the drive control device
JP2000312482A (en) Inverter device
JP2012186894A (en) Voltage error compensation device and compensation method for serial multiple pwm inverter apparatus
JP4573859B2 (en) Inverter failure detection device
JP4604595B2 (en) PWM cycloconverter
JP3135251B2 (en) Driving method of brushless motor
JP2001231291A (en) Pwm inverter system

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080912

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20110106

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110111

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110311

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20110428

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20110511

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140603

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4753070

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150